發(fā)布時(shí)間：2018-10-26 08:11

【摘要】：大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、柔性大、阻尼小的特點(diǎn),風(fēng)致振動(dòng)效應(yīng)顯著,風(fēng)荷載問(wèn)題十分突出,是目前研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。遺憾的是,由于大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)自身獨(dú)特的力學(xué)特性,與高層及高聳結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)相比,風(fēng)致振動(dòng)理論分析與工程實(shí)用設(shè)計(jì)方法并不完善,尚未形成一套成熟的理論、設(shè)計(jì)體系,在各國(guó)規(guī)范中更是鮮有提及。因此,如何為大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐提供概念清晰、應(yīng)用簡(jiǎn)單并能保證計(jì)算精度的抗風(fēng)分析設(shè)計(jì)方法成為亟需解決的問(wèn)題。目前一種可行的思路為:通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)分析,尋找風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)特點(diǎn)及規(guī)律,并根據(jù)風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)強(qiáng)度對(duì)不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)敏感度劃分,進(jìn)而歸納并提出相應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)算方法指導(dǎo)工程實(shí)踐。本文基于課題組之前提出的結(jié)構(gòu)風(fēng)敏感度概念,對(duì)原風(fēng)敏感度理論進(jìn)行探討,對(duì)相關(guān)計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn),并針對(duì)柱面網(wǎng)殼屋蓋結(jié)構(gòu),建立風(fēng)敏感度分級(jí)體系,提出相應(yīng)的等效靜風(fēng)荷載實(shí)用確定方法。本文主要工作如下:(1)對(duì)風(fēng)敏感度理論進(jìn)行改進(jìn)針對(duì)原風(fēng)敏感度理論中的若干關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行探討,澄清相關(guān)概念,并對(duì)若干參數(shù)計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn),推導(dǎo)了背景效應(yīng)系數(shù)、耦合效應(yīng)系數(shù)以及系統(tǒng)應(yīng)變能等公式。(2)設(shè)計(jì)并實(shí)施柱面屋蓋風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)計(jì)并實(shí)施1/6、1/3、1/2矢跨比柱面屋蓋剛性模型風(fēng)洞測(cè)壓試驗(yàn),獲得柱面屋蓋表面在不同工況下的風(fēng)荷載數(shù)據(jù)。(3)對(duì)柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)風(fēng)致振動(dòng)分析根據(jù)《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ61-2003)確定工程常用跨度b、矢跨比f(wàn)/b、屋面質(zhì)量、約束形式及鋼管型號(hào)等參數(shù),對(duì)柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)風(fēng)致振動(dòng)分析,并將柱殼屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)復(fù)雜的多參數(shù)問(wèn)題,簡(jiǎn)化為結(jié)構(gòu)振動(dòng)模式和結(jié)構(gòu)剛度兩個(gè)簡(jiǎn)單參數(shù)。(4)建立柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)敏感度分級(jí)體系根據(jù)風(fēng)致振動(dòng)分析結(jié)果,對(duì)單層及雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)敏感度計(jì)算并統(tǒng)計(jì)分析,建立柱面網(wǎng)殼屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)敏感度分級(jí)體系。(5)建立基于風(fēng)敏感度分級(jí)的等效靜風(fēng)荷載簡(jiǎn)化確定方法基于風(fēng)敏感度理論提出的結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)分析方法,對(duì)中等風(fēng)敏感度單層及雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)建立等效靜風(fēng)荷載簡(jiǎn)化確定方法,并給出可供工程實(shí)用的擬合公式。
[Abstract]:Long-span roof structure has the characteristics of light weight, large flexibility and small damping, the wind-induced vibration effect is obvious, and the wind load problem is very prominent, which is a hot research field at present. Unfortunately, due to the unique mechanical properties of long-span roof structures, compared with the wind-resistant design of high-rise and high-rise structures, the theoretical analysis of wind-induced vibration and practical engineering design methods are not perfect, and a set of mature theory has not yet been formed. Design system, in the national norms are rarely mentioned. Therefore, how to provide a clear concept for the practice of long-span roof structure, and how to apply the method of anti-wind analysis and design, which can guarantee the accuracy of calculation, has become an urgent problem to be solved. At present, a feasible way of thinking is to find out the characteristics and rules of wind-induced vibration response by analyzing the system parameters of the structure, and to divide the wind sensitivity of different structures according to the wind-induced vibration response intensity. Furthermore, the corresponding simplified calculation method is proposed to guide engineering practice. Based on the concept of structural wind sensitivity, this paper discusses the theory of original wind sensitivity, improves the related calculation method, and establishes a classification system of wind sensitivity for cylindrical reticulated shell roof structure. A practical method for determining equivalent static wind load is proposed. The main work of this paper is as follows: (1) to improve the wind sensitivity theory, to discuss some key problems in the original wind sensitivity theory, to clarify the related concepts, to improve the calculation method of some parameters, and to derive the background effect coefficient. Coupling effect coefficient and system strain energy. (2) designing and carrying out the wind tunnel test of cylindrical roof and carrying out the wind tunnel pressure measurement experiment of 1 / 6 / 1 / 3 / 3 / 1 / 2 ratio cylindrical roof rigid model. The wind load data of cylindrical roof surface under different working conditions are obtained. (3) the systematic wind-induced vibration analysis of cylindrical latticed shell structure is carried out. According to the Technical Specification for reticulated Shell structure (JGJ61-2003), the commonly used span b, sagittal span ratio f / b, are determined. The systematic wind-induced vibration of cylindrical latticed shell structure is analyzed by the parameters of roof quality, constraint form and steel pipe type, and the multi-parameter problem of wind-induced vibration of cylindrical shell roof structure is discussed. It is simplified to two simple parameters of structural vibration mode and structural stiffness. (4) the wind sensitivity classification system of cylindrical latticed shell structures is established. According to the results of wind-induced vibration analysis, the wind sensitivity of single-layer and double-layer latticed cylindrical shells is calculated and statistically analyzed. The wind sensitivity classification system of cylindrical reticulated roof structure is established. (5) the simplified equivalent static wind load determination method based on wind sensitivity classification is established. The wind induced vibration analysis method based on wind sensitivity theory is proposed. The simplified method of equivalent static wind load for single-layer and double-layer cylindrical latticed shell structures with medium wind sensitivity is established, and a practical fitting formula for engineering is given.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU352.2;TU399

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本文編號(hào)：2295107